نحوه کاربرد مصالح مختلف در سبک سازی غیر سازهای
نحوه کاربرد مصالح مختلف در سبک سازی غیر سازهای طارق مهدی «نحوه کاربرد مصالح مختلف در سبک سازی غیر سازهای»، اولین همایش بین المللی زلزله و سبک سازی ساختمان، قم، ص 168-175، 1384 چکیده سبک سازی در قسمت غیرسازهای به معنی کاهش وزن المانهای جداگر و پانلهای نما، سبک سازی در مصالح مصرفی در دیوارهای خارجی و داخلی، کاهش وزن کف و سقف و استفاده از مصالح سبکتر در این قسمتها می باشد. در ساختمانهای متداول در ایران، وزن عناصر غیر سازهای از وزن عناصر سازه ای بیشتر می باشد. بنابراین برای سبک سازی توجه به اعضاء غیر سازه ای یک ساختمان که معمولا" قسمت بیشتری از وزن یک بنا را تشکیل می دهند، مهم تر از بخش اعضاء سازه ای می باشد. در مقاله کنونی، مقایسه ای کلی بین مصالح مختلف که در اجزای غیر سازه ای مورد استفاده قرار می گیرند، انجام شده است. این مقایسه شامل وزن، مشخصات مکانیکی، مقدار مقاومت حرارتی، مقاومت در مقابل آتش و شاخص کاهش صدای وزن یافته می باشند. مصالح ارائه شده در این مقاله شامل آجر فشاری، بلوکهای سفالی، بلوکها و پانلهای بتن سبک گازی، بلوکها و پانلهای بتن سبک کفی، بلوکها و پانلهای بتن سبک دانهای، بلوکها و پانلهای گچی، پانلهای 3D، پانلهای بتنی مسلح با الیاف، پانلهای کامپوزیت آلومینیومی، بلوکها و پانلهای پلی استایرن، پارتیشنهای چوبی و مصالح دیگری است که معمولا برای جداگرها، سقفها و کفها مورد استفاده قرار می گیرند. 1- مقدمه قسمت اعظمی از شهرهای مهم ایران در مناطقی با خطر وقوع زمین لرزه بالا یا بسیار بالا واقع شده اند. در اینگونه مناطق، قسمت عمده نیروهای طراحی یک ساختمان معمولی را نیروهای جانبی ناشی از زمین لرزه تشکیل میدهند که درصد زیادی از ظرفیت مقاطع سازه را به خود اختصاص میدهند و حالت بحرانی در محاسبات و طراحی به حساب میآیند. بنابراین، یکی از موارد مهم که در طراحی ساختمانها باید مورد توجه قرار گیرد، کاهش وزن ساختمان است. به همین دلیل، اجرای مطالعات ویژه ای در مورد استفاده از مصالح مناسب که از جرم کمتری برخوردار هستند ضروری می باشد. در یک بررسی کلی می توان اینگونه عنوان داشت که پایین آوردن وزن ساختمان شامل کم کردن بار مرده در تمام عناصر سازهای و غیر سازهای ساختمان میباشد. در ساختمانهای متداول در ایران وزن عناصر غیر سازهای شامل وزن کف سازی و نازک کاری سقف و دیوارهای خارجی و داخلی از وزن عناصر سازهای شامل وزن تیر و ستون و پوشش سقف بیشتر می باشد [1]، بنابر این در این مقاله، به اعضاء غیر سازهای یک ساختمان که معمولا" قسمت بیشتری از وزن یک بنا را تشکیل می دهند، توجه شده است. سبک سازی در قسمت غیرسازهای به معنی کاهش وزن المانهای جداگر و پانلهای نما، سبک سازی در مصالح مصرفی در دیوارهای خارجی و داخلی، کاهش ضخامت کف سازی و نازک کاری و استفاده از مصالح سبکتر در این قسمتها می باشد [1]. کاهش در وزن اعضاء غیرسازهای خود مستقیما به کاهش در وزن اعضاء سازهای منجر می گردد. به عنوان نمونه، به علت تاثیر زیاد وزن دیوارها غیر سازهای در وزن کلی ساختمان، کاهش وزن دیوارها می تواند نقش مؤثری در کاهش وزن ساختمان و کاهش نیروهای زلزله داشته باشد. در این مقاله و به علت نقش مهم جداگرهای داخلی و خارجی در افزایش وزن ساختمان، این دو قسمت از ساختمان همراه با انواع مختلف مصالح که می تواند در ساخت آنها به کار رود، در بندهای 2 و 3 مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند، و انواع مصالح سبک به طور مفصل در بندهای 4 تا 8 ارائه شده اند. علاوه بر وجود ضرورت در کاهش وزن ساختمان جهت کاهش نیروهای زمین لرزه، باید این مساله را نیز مد نظر داشت که مصالح نیز باید بر اساس قابلیتهای خود جهت تحقق برخی معیارهای اساسی مورد انتخاب قرار گیرند. این معیارها در بندهای 9 و 10 مورد بحث قرار گرفته است. 2- سبک سازی در جداگر های داخلی ساختمان و تیغه ها جداگرهای داخلی در ساختمان جهت تقسیم بندی فضاها و مجزا کردن کاربریها و جلوگیری از انتقال حرارت و صوت بین فضاهای مختلف معماری به کار برده میشوند. در جداگرهای داخلی از مصالح مختلفی استفاده میگردد. به طور کلی، جداگرهای داخلی و تیغههای ساختمان باید وظایف خود را تامین نموده و همچنین دارای خصوصیات زیر باشند: الف- حفظ درجه حرارت موجود در داخل واحدهای داخلی. ب- مقاومت کافی در مقابل نیروهای مختلف (زلزله و ضربه). پ- ایجاد مقاومت در برابر پیشروی آتش (مدت زمان لازم برای مقاومت بر اساس الزامات و مقررات تعیین می شود). ت- عایق بندی مناسب در مقابل صوت. ث- دارای قابلیت ترمیم و تعویض. ج- راحتی کار در هنگام آجرچینی و اندود کردن. چ- سرعت در نصب و صرفهجویی در مصالح. ح- امکان رنگآمیزی، چسباندن کاغذ دیواری و کاشی کاری بلافاصله پس از نصب. خ- اقتصادی بودن. 3- سبک سازی در جداگرهای خارجی ساختمان جداگرهای خارجی ساختمان عناصری هستند که پیرامون ساختمان را احاطه کرده و فضای داخل را از فضای خارج از ساختمان تفکیک مینمایند. با توجه به نوع ساختمان و نوع کاربری آن، نوع این المان متفاوت می باشد. به طور کلی، جداگرهای خارجی ساختمان باید وظایف خود را تامین نموده و همچنین دارای خصوصیات زیر باشند الف- حفظ ساختمان از عوامل جوی خارجی. ب- حفظ درجه حرارت موجود در داخل ساختمان به طوریکه اتلاف انرژی آنها به حداقل برسد. پ- مقاومت کافی در مقابل نیروهای مختلف (باد، زلزله و ضربه). ت- مقاومت در مقابل آتش. ث- عایق بندی مناسب در برابر صوت. ج- استفاده ار مصالح بادوام در ساخت آنها جهت حفاظت در مقابل عوامل فیریکی و مکانیکی مختلف. چ- دارا بودن شکل قابل قبول از لحاظ معماری. ح- سرعت در نصب و صرفهجویی در مصالح. خ- اقتصادی بودن این جداگرها. د- دارا بودن قابلیت ترمیم و تعویض. 4- فرآورده های رسی 4-1 آجرهای توپر فشاری آجر های توپر فشاری یکی از قدیمیترین مصالح ساختمانی شناخته شده میباشند. ساخت این فرآورده رسی هنوز هم به مقدار زیادی مطابق روشهای تولید سنتی انجام میشود. از آجر فشاری برای دیوارهای داخلی، تیغههای با ضخامتهای 6 و 11 سانتیمتر در ساختمانها استفاده میگردد. با توجه به وزن فضایی آجر فشاری که معادل 2000 کیلوگرم بر متر مکعب، این نوع دیوارها جزء سنگینترین دیوارها میباشند که باعث افزایش وزن بسیار زیادی در ساختمان میشوند. 4-2 آجرهای رسی سبک توخالی و بلوکهای سفالی با پیشرفت تکنولوژی اجرای ساختمانها، این نوع آجر یا بلوک سبک توخالی نیز ابداع و تولید گردید. ایجاد سوراخ در آجر یا بلوک عموماً به دلیل بدست آمدن کیفیت بهتر برای آجر، چه در هنگام اکسترود شدن و چه در هنگام پخت میباشد. در ایران این نوع بلوکها با ضخامت 7، 10، 15 و20 سانتیمتر تولید میگردد که با هر کدام از این بلوکها میتوان ضخامتهای مختلفی از دیوارهای سبک را ایجاد نمود. وزن فضایی آجرهای سبک و بلوک های سفالی بین 800 تا 1400 کیلوگرم بر متر مکعب است. 5- فرآورده های بتنی 5-1 بلوکها و پانلهای بتن سبک کفی بتن سبک کفی یابتن متخلخل به بتنی گفته میشود که بواسطه مواد افزودنی (معمولا به صورتی از پروتئین هیدرولیزه شده و یا صمغ صابونی)که در آن مخلوط میشود حبابهای هوا در تمام حجم بتن تولید میشود. بتن کفی در بسیاری از مناطق تولید شده وتحت نامهای YTONG وHEBLEX عرضه میشود. این محصول مخلوطی از سیلیس، سیمان، آهک و پودر آلومینیم میباشد که در حرارت 270 درجة پخته و به قطعات مورد نظر ساختمانی بریده میشود. وزن فضایی این مصالح بتنی بین 570 تا 615 کیلوگرم بر متر مکعب است. 5-2 بلوکها و پانلهای بتن سبک گازی مواد تشکیل دهندة بتن گازی عبارت است از آهک، ماسه سیلیسی و سیمان، این ماده بتنی متخلخل سبک با بخار تحت فشار پخته میشود و به صورت بلوک و قطعات پیش ساخته بزرگ برای سقف، کف و دیوار تهیه میشود. این محصول پس از تغییراتی در فرمولاسیون و به اختصارAAC نام گرفت. در حدود 50 سال قبل آلمانی ها نیز از این تکنولوژی استفاده کرده و بتن سبک گازی را تحت نامهای تجاری مختلف تولید کردند. همگام با سوئد و آلمان، انگلستان و کشورهای اروپای شرقی نیز خاکستر را جایگزین سیلیس کردند. این مصالح را با ابزار معمولی به آسانی میتوان برید، تراشید، سوراخ نمود و تغییر شکل داد. تجربه نشان داده است که دیوارههای جداکننده که از بلوکهای بتن گازی ساخته شدهاند درحالیکه بدون هیچگونه لایههای محافظ روئی (اندودکاری) بودند، مقاومت خوبی در برابر یخ زدگی و همچنین نفوذ رطوبت داشتهاند. محصولات مختلفی مانند قطعات دیواری، کفی یا سقفی و همچنین نعل درگاه و بلوک از بتن گازی قابل تولید میباشند. وزن فضایی دیوارهای بتن سبک گازی بین 500 تا 800 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد. با وجود این، این مصالح بتنی دارای مقاومت بالایی میباشند. از سویی دیگر به علت وجود حبابهای گاز در آن، یک عایق خوب حرارتی نیز محسوب میشود. همچنین، این مصالح از برترین مصالح در عایق های صوتی شناخته شده و در استاندارد ASTM در رده عایق های صوتی "بسیار خوب" طبقه بندی شده است. تنها درایالات متحده، دیوارهای عایق صوتی بیش از 1100 مایل از بزرگراه ها بوسیله پانلهای بتن سبک گازی احداث شده است. 5-3 بلوکها و پانلهای بتن سبک دانهای برای تهیه این بلوکها و پانلها، از سنگدانههای سبک و سیمان در اختلاط آن استفاده شده است. سنگدانههای سبک، دانههایی هستند که به دلیل تخلخل دارای وزن فضایی کم میباشند. سنگدانههای سبک ممکن است طبیعی یا مصنوعی باشند. برخی از دانههای طبیعی سبک مانند پامیس (پوکه سنگ)، اسکوریا (سنگ پا)، خاکسترها و توفها منشأ آتشفشانی دارند و برخی دیگر مانند دیاتومیت رسوبی هستند محدودیت استفاده از این دانهها اغلب به دلیل مشکلات دسترسی به منابع و مسائل حمل و نقل است. سنگدانههای مصنوعی به چهار روش تولید میشوند. در روش اول سنگدانههای مصنوعی از حرارت دادن و انبساط خاک رس، سنگ رسی، سنگ رسی دیاتومهای، سنگ لوح پرلیت و ورمیکولیت بدست میآیند. در روش دوم سرباره مذاب کورههای آهنگدازی با پاشیدن مقادیر کنترل شده آب به کمک جت آبی منبسط میگردد. در روش سوم از جوشهای صنعتی حاصل از خاکستر کورههای زغال سنگ استفاده میشود و سرانجام در چهارمین روش، دانههای سبک از ترکیبات آلی نظیر پلی استایرن منبسط شونده شده تولید میشوند [2]. استفاده از دانه های سبک رس منبسط شده نخستین بار در سال 1917 میلادی شناخته شد. این دانه های سبک در کشورهای جهان و با توجه روزافزونی که به آن شده به نامهای گوناگون تولید و مصرف می شود که در ایران به نام لیکا یا پوکه صنعتی معروف است. این نوع بلوکها با ضخامت 15، 20 و 25 سانتیمتر تولید می گردند [1]. بلوکهای بتن سبک دانهای در دو شکل توپر و توخالی در دیوار، کف و سقف تولید میگردند. وزن های فضائی بلوک های لیکا توپر و بلوک های لیکا توخالی به ترتیب در حدود 900 و 550 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد. 5-4 پانلهای پیش ساخته موسوم به 3D یکی از روشهای نیمه پیش ساخته که اخیرا در کشور های توسعه یافته گسترش پیدا کرده است، روش ساخت و ساز به کمک پانلهای ساندویچی پیش ساخته موسوم به 3D است [3]. از این پانلها میتوان در صورت محاسبات دقیق به عنوان اعضای باربر ساختمانها استفاده نمود ولی در اینجا فقط به نحوه استفاده از این پانلها به عنوان المانهای جدا کننده پرداخته شده است. پانل ها ساندویچی پیش ساخته از دو لایه شبکه فولادی جوش شده تشکیل شده که در بین آنها یک لایه عایق از نوع پلی استایرن قرار گرفته و توسط اعضاء قطری به یکدیگر متصل شده اند. در دو طرف این لایه دو لایه بتن پاشیدنی ( از نوع تر ) همراه شده است. مقاومت و انسجام این پانل ها بوسیله سیمهای قطری جوش شده به شبکه دو طرف تأمین می شود. به منظور سبک سازی در دیوارهای غیر باربر می توان به جای استفاده از بتن پاشی معمولی از بتن باشی سبک استفاده کرد و در نتیجه کاهش قابل ملاحظهای در بار مرده ساختمان به وجود آورد. وزن متوسط هر صفحه به ابعاد 300 * 150 سانتیمتر قبل از اجرای بتن پاشی، سبک بوده وبه سادگی توسط یک کارگر قابل حمل و نصب می باشد و سرعت عمل در نصب نیز قابل ملاحظه است. این پانل ها برای تحمل خمش و برش در سقفها و برای تحمل بار محوری و برش در دیوارها بکار برده می شوند. بتن پاشیده شده در فشار و میلگردها در کشش قرار میگیرند و میلگردهای قطری میانی، برای تحمل برش کفایت میکنند [2]. به کارگیری این پانل ها علاوه بر سبک سازی بنا، موجب بهبود خاصیت عایق حرارتی و صوتی دیوارها هم میگردد. همچنین، مقاومت اکثر پانل ها در برابر آتش سوزی مناسب بوده و برای بهبود آن، به کارگیری لایه های مقاوم در برابر آتش سوزی توصیه می شود [2]. در ایران، طرحهای مختلفی با این سیستم اجرا گشتهاند و لی تاکنون به طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفته است. عدم آشنایی عموم مردم، خانه سازان و مهندسین طراح با این سیستم مهمترین مانع گسترش این سیستم محسوب میگردد. از طرف دیگر، انعطاف ناپذیری سیستم در مقابل تغییرات احتمالی در ساختمان و مقاومت ضعیف بعضی پانلها در مقابل آتش نیز از دیگر موانع بهره گیری از آن بوده است [3]. 5-5 پانل نمای سبک وزن ساخته شده از بتن GFRC در سالهای اخیر استفاده از الیاف در بتن روز به روز گسترش می یابد. استفاده از الیاف که در ابتدا به عنوان افزاینده مقاومت کششی و جلوگیری از رشد و گسترش ترک به کار برده می شد، امروزه کاربردهای دیگری یافته است. انواع مختلفی از الیاف در بتن استفاده می شود که الیاف فولادی، فایبرگلاس، نایلون و کربن از آن جمله می باشند. بتن الیافی با توجه به نداشتن آرماتور در ضخامت های نازکتر قابل اجرا است و اگر از الیاف فایبرگلاس استفاده شود می تواند ماده ای سبک با وزن تقریبی 55 الی 65 کیلوگرم بر متر مربع تولید نماید، همین خصوصیت این ماده را به عنوان یک محصول کارا و مناسب در نماسازی ساختمانها معرفی کرده است. پانل های نمای ساخته شده از بتن GFRC علاوه بر داشتن مزیت سبکی در مقابل دیگر مصالح نما از خصوصیات دیگری مثل نصب آسان، قابلیت فرم پذیری، مقاومت در برابر لرزه و شستشوی آسان برخوردارند [1]. 5-6 بلوکها، تخته ها و پانلهای پلی استایرن (قالب های بتنی عایق بندی ICF)) در سالهای اخیر، استفاده از محصولات پلی استایرن به طور قابل توجهی افزایش یافته است. این سیستم برای عایق بندی ساختمان در مقابل صوت و حرارت بسیار مفید است وهزینه نصب آن با سایر مصالح ساختمانی قابل رقابت است. این محصولات از نظر تنوع فرم های زیادی دارد و به سادگی برای هر شکل هندسی قابل استفاده می باشند. 6- فرآورده های گچی 6-1 پانل های گچی پانل های گچی اسم عام برای کلیة محصولاتی است که از یک صفحه غیرقابل اشتعال گچی یا روکش محافظ کاغذ کرافت تشکیل شده باشند. لایه محافظ کرافت که تحت شرایط کنترل شدة کارخانه بر روی این پانل ها پرس میشود از مقوای فشرده تهیه شده است که خاصیت کشسانی یا الاستیسیته پانل ها را بالا میبرد. پانل های گچی را با نامهای Dry Wall، Wall Board و Gypsum Board هم میشناسند که بخاطر خاصیت غیرقابل اشتعال بودن آن با مصالحی مانند تخته سه لایهای و یا تخته الیافی تفاوت اساسی دارد [2]. پانل های گچی در ساختمان به عنوان دیوار سبک، بطور گستردهای در کشورهای صنعتی جهان مورد استفاده قرار میگیرد. همچنین این پانل ها با قابلیت استفاده در سقفهای کاذب، با هزینه کمتر و سرعت در اجرا میتوانند به راحتی جایگزین سقفهای کاذب به سیستم رابیتس گردند. در ایران، دیوار پیش ساخته گچى از سال ١٣۵٠ تاکنون در دسترس صنعت ساختمان قرار دارد و توانسته است به بسیارى از پروژه هاى انبوه سازى را یارى رساند. انواع محصولات تولیدی از این پانل های گچی عبارتند از: Ø پانل های روکشدار گچی در دیوارهای جداکننده Ø پانل های روکشدار گچی در سیستم پوشش دیوارهای داخلی Ø پانل های روکشدار گچی در سیستمهای سقفی دیوارهای سبک از طریق پیچ نمودن پانل های گچی بر روی شبکه سازههای سبک فلزی تشکیل میشود و از خصوصیات بارز آن قابلیت استفاده از آن در هر طرح و به هر اندازه دلخواه در طول و یا در ارتفاع میباشد. سازههای سبک فلزی عامل اتکاء پانل ها گچی میباشند. اگرچه سایر کشورهای دنیا عمدتاً از چوبهای تراش نیز بدین منظور استفاده میکنند ولی در ایران به دلایل بیشماری استفاده از سازههای فلزی ترجیح داده میشود. سازههای سبک فلزی از آهن گالوانیزه تولید میشود. ضخامت این سازهها از 3/0 میلیمتر تا 86/1 میلیمتر متغیر است. محاسبات فنی ساختمان و جداول از پیش تنظیم شده، اندازه و ضخامت مورد لزوم را برای هر طرح تعیین مینماید [2]. 6-2 بلوکهای گچی بلوکهای گچی توپر معمولاً دارای ابعادی در حدود 500×666 میلیمتر و با ضخامتهای 60، 70، 80 یا 100 میلیمتر تولید میشوند. وزن ظاهری آنها بین 700 تا 900 کیلوگرم بر مترمکعب است این بلوکها برای جداسازی فضاهای داخلی ساختمان مورد استفاده قرار میگیرند. اطراف بلوکهای گچی دارای فرورفتگی و برآمدگی ویژهای است که در یکدیگر چفت میشود و درز آنها به وسیله گچ مخصوص بتونه کاری پوشیده و صاف میشود. بلوکهای گچی را به صورت مجوف نیز تهیه میکنند که در اینصورت وزن های فضائی آنها در حدود 560 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد. این بلوکها می توانند به عنوان جایگزین بلوک های سفالی یا بتنی برای سقف مورد استفاده قرار گیرند. 7- فرآورده های چوبی 7-1 پارتیشن های چوبی در ساختمانهای با کاربری اداری نوع دیگری از المانهای جداکننده فضاهای معماری مختلف، پارتیشن های چوبی می باشد. این نوع جداگرها بسیار سبک و کم حجم هستند و شکیل نیز می باشند. در این حالت فقط دیوارهای خارجی و دیوار سرویس ها و راه پله ها اجرا شده و قسمت فضای داخلی و اداری به صورت سالن اجرا می گردد و پس از اجرای کامل ساختمان و با استفاده از این نوع جداگرها سالن اصلی را به بخشهای مختلفی تقسیم می نمایند. وزن سازه با استفاده از این جداگرها در حدود 10% الی 15% با توجه به نوع اسکلت و پوشش سقف کاهش می یابد[1]. 8- فرآورده های مختلف 8-1 قطعات پیشساخته ساختمانی سقفی و دیواری (ساندویچ پانل متشکل از ورق گالوانیزه و فوم پلیاورتان) این پانل های پیشساخته دارای ورق پوشش میباشد که میتواند از ورق گالوانیزه ساده، رنگی، آلومینیوم یا کاغذ باشد. نمای ورق پوششی به صورت کنگرهای صاف و نوع سقفی با برجستگی زوزنقهای شکل میباشد. فوم داخل از جنس پلیاورتان سخت با وزن مخصوص معمولاً 40 کیلوگرم بر مترمکعب میباشد. 8-2 پانلهای کامپوزیت آلومینیومی در سالهای اخیر، این پانلها به طور گسترده در نماهای ساختمانهای مختلف در ایران مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین، این پانلها در پارتیشن بندی، دکوارسیون داخلی و سقفها استفاده میگردند. علاوه بر سبکی، این پانلها دارای شکلهای متنوع با طرحها و رنگهای متناسب با طرح معماری ساختمان میباشند. 8-3 نمای از جنس شیشه و قاب فلزی در ساختمانهای اداری و آموزشی این نوع نما کارائی دارد. در این نوع نما ابتدا سطح مورد نظر را با استفاده از پروفیل های فلزی فریم بندی کرده و به صورت شبکههای دلخواه درآورده و داخل شبکهها با نصب شیشههای رنگی، نمای ساختمان را ایجاد میکنند. جهت جلوگیری از اتلاف حرارت و انتقال صدا از شیشههای دوجداره استفاده میگردد [1]. این نما دارای محاسنی میباشد که مهمترین آنها وزن سبک این نما باشد. این وزن برابر با 15% وزن یک دیوار خارجی از جنس بلوک سفالبا نمای سنگ که یک نمای متعارف می باشد را تشکیل میدهد [1]. در عین حال این نما دارای معایبی از جهت استحکام و پایداری در هنگامزلزله است که راهنمایی اولیه از کیفیت مهار آنها با سازه اصلی در بند (2-11) استاندارد 2800 ایران ارائه شده است. این مقررات باید به عنوان حد اقل ضوابط لازم در این زمینه رعایت گردند. 9- عوامل مؤثر در طراحی دیوارهای غیر سازهای 9-1 وزن همانگونه که قبلا بیان شد، جهت کاهش نیروهای زلزله یکی از مهمترین مواردی که در طراحی ساختمانها باید مورد توجه قرار گیرد، کاهش وزن ساختمان است. با مقایسه وزن مصالح موجود، بلوکها و پانلهای گچی، بلوکها و پانلهای بتن کفی، بلوکها و پانلهای بتن گازی و بلوکهای سبک دانهای توخالی دارای کمترین وزن در بین مصالح متداول میباشند. 9-2 مقاومت و پایداری طراحی دیوارهای متشکل از بلوکهای یا پانلهای مختلف باید بر مبنای مقاومت و پایداری انجام گیرد. البته، مسئله پایداری از اهمیت بیشتری نسبت به مقاومت فشاری برخوردار است. دیوارها و حتی دیوارهای باربر تنها بر اثر وزن زیاد خراب نمیگردند بلکه تحت اثر عواملی همچون واژگونی، کمانش و افزایش نسبت ارتفاع به ضخامت خطر خرابی آنها افزایش مییابد. همچنین، در صورت اعمال نیروهای جانبی عمود بر دیوار (نیروهای زلزله، نیروهای باد)، مرکز نیرو به طور طبیعی از مرکز دیوار منحرف میشود و تامین پایداری به مراتب مشکلتر میگردد. برای جلوگیری از انهدام اینگونه دیوارها، اعمال ضوابط موجود در بند (3-2-3) استاندارد 2800 در مورد نسبت ارتفاع به ضخامت و جزئیات مهار دیوارها در مقابل نیروها عمود بر صفحه ضروری می باشد [4]. 9-3 انتقال حرارت در دیوار یکی از عملکردهایی که میتوان از یک دیوار خارجی انتظار داشت، تأمین تمامی یا بخشی از مقاومت حرارتی تعیین شده در مبحث 19 مقررات ملی ساختمان میباشد [4]. با مراجعه به مقادیر استاندارد مقاومت های حرارتی برای مصالح مختلف، معلوم میگردد که در اکثر موارد مقاومت های حرارتی تامین شده توسط دیوارها کمتر از حد مطلوب در مقررات ملی شماره 19 می باشند و در خصوص مقاومت حرارتی دیوارهای آجری فشاری و دیوارهای بتنی این مقادیر بسیار کمتر از مقدار مطلوب میباشند. از طرفی دیگر، برخی مصالح مانند بلوکها و پانلهای گچی، بلوکها و پانلهای بتن کفی، بلوکها و پانلهای بتن گازی و بلوکها و پانلهای پلی استایرن از این نقطه نظر قابلیت بالایی دارند. برای بهبود خواصحرارتی بقیه دیوارها، روشهای مختلف موجود است که شامل موارد زیر می باشند: الف- استفاده از بلوکهای با بندهای باریک. ب- استفاده از بلوکهای با بندهای پر با ملات که دارای مقاومت حرارتی بالا باشد. پ- استفاده از سیستم عایقبندی خارجی در دیوار. با در نظر گرفتن موارد اجرائی و در جهت ایجاد عایق بندی مناسب، استفاده از راه حل اخیر (بند پ) ارجحیت دارد. 9-4 انتقال صوت در دیوار حداقل میزان صدا بندی برای جدا کننده های در ساختمانها بر اساس حداقل شاخص کاهش صدای وزن یافته (RW ) یا STC برای دیوار بین واحدهای مستقل در مبحث 18 مقرارت ملی ساختمان 50 دسیبل تعیین شده است [4]. دیوارهای آجری فشاری، دیوارهای بتنی و بقیه مصالح سنگین سنتی دارای مقاومت مناسبی در مقابل آلودگی صوتی هستند (نزدیک یا بالاتر از 50 دسیبل). البته، درجه تراگسیل صدای برخی مصالح سبک مانند بلوکها و پانلهای پلی استایرن نیز بالاتر از 50 دسیبل باشد. 9-5 مقاومت دیوار در برابر آتش سوزی توانایی مصالح جهت مقاومت در برابر آتش به توانایی مقاومت در برابر انتقال حرارت بستگی دارد. برای دیوار، کف و تیغه بندیها میزان سرعت آتش سوزی بر حسب ساعت داده می شود که این مسئله بر اساس آزمایشهای استاندارد آتش سوزی می باشد. حداکثر زمان مطلوب در بیشتر استانداردها 4 ساعت می باشد. مصالح سنتی مانند آجر فشاری و بلوک های بتنی معمولا مقاومتی خوب در مقابل آتش دارند. البته این خصوصیت نیز در برخی بلوک های بتنی سبک مانند بلوک های سبک گازی به عنوان انتخابی مناسب برای ساخت دیوارهای آتش در هتلها، مدارس و بیمارستانها و یا هر کجا که باید نسبت به آتش ایمن باشد وجود دارد. 10- خلاصه ونتیجهگیری وزن مخصوص دیوارهای آجر فشاری توپر بیش از دو برابر دیواری از جنس بلوک کفی، بلوک گازی یا بلوک لیکا میباشد. همچنین، ضریب انتقال حراراتی آجر فشاری بیش از مصالح دیگر که موجب افزایش مصرف انرِژی میباشد. از طرفی دیگر، برخی مصالح سبک مانند بلوکها و پانلهای گچی و بلوکها و پانلهای پلی استایرن دارای قابلیت بالایی در مورد مقاومت حرارتی می باشند. البته، دیوارهای آجری فشاری و بقیه مصالح سنگین سنتی نقش خوبی در مقابل صدا و مقاومت در مقابل آتش ایفا می کنند. با این وجود، برخی مصالح سبک نیز به عنوان مصالحی مناسب برای مقاومت در مقابل آلودگی صوتی و در مقابل آتش محسوب میشوند. به شکل کلی، استفاده از دیوارهای آجر فشاری، و به خصوص برای اجزای غیر سازهای غلط و غیر فنی میباشد و استفاده از آن به جهت اقتصادی نیز توجیهی ندارد. بدون تردید، استفاده از مصالح سبک برای اعضای غیر سازهای دارای امتیازات متعددی میباشد. از طرفی دیگر برای انتخاب مصالح سبک برای پروژههای مختلف، مطالعات محلی در مورد مطابقت اینگونه مصالح با شرایط اقلیمی و مطابقت آنها با کاربرد ساختمان لازم است. بطور خلاصه بلوکهای و پانلهای سبکمزایای زیادی در بر دارند که اهم آنها عبارتند از : 1- کاهش جرم ساختمان و در نتیجه کاهش آسیب پذیری در برابر زلزله. 2- کاهش ضریب انتقال حرارت ساختمان و در نتیجه صرفه جویی در مصرف انرژی. 3- صرفه جویی در مصرف سوخت در هنگام پخت. 4- سرعت در حمل و نقل. 5- مزیتهای نسبی در عایق بندی حرارتی و صوتی و مقابله با آتش. 6- اجرای سریعتر نسبت به آجر فشاری. 7- هزینه های کمتر برای پی سازی و اسکلت ساختمانهای بلند مرتبه. قدرانی برخی موارد ذکر شده در این مقاله از بروشرهای شرکتهای مختلف اقتباس شده است. بدینوسیله از شرکتهای آوه، سیپورکس، صداگیر، عقاب فوم، کارخانجات بنای سبک قدس رضوی، کناف ایران و لیکا جهت تامین اطلاعات لازم قدرانی میشود. مراجع 1. علیرضا خالو «بررسی حداکثر مقدار ممکن کاهش وزن سازه (سبک سازی سازه) با استفاده از مصالح مختلف موجود در کشور و ارائة راهکارهایی جهت نیل به کاهش بیشتر»، گزارش میانکار، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، 1381. 2. عباسعلی تسنیمی و همکاران، «کاربرد سازهای و غیر سازهای مصالح و فرآوردههای ساختمانی سبک و نیمه سبک با توجه به امکانات و شرایط اقلیمی کشور»، گزارش میانکار، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، 1381. 3. طارق مهدی «استفاده از سیستمهای ساختمانی نوین و سنتی برای بازسازی مناطق آسیب دیده از زمینلرزه آوج»، دومین گردهمایی فناوری در صنعت ساختمان و مسکن، مهر 1381، ص 235-251. 4. طارق مهدی و همکاران، «بررسی روش ساخت دیوارهای داخلی، خارجی ساختمانها و نحوه نماسازی در ساختمانهای متداول کشور»، گزارش میانکار، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، 1383.
+ نوشته شده در دوشنبه ۱۳ آذر ۱۳۹۱ ساعت توسط صلاح الدین خسروی
|